[發明專利]多速率長短碼直擴碼分多址信號的長短碼估計方法

有效

• 申請號: 201710960141.1
• 申請日: 2017-10-16
• 公開（公告）號: CN107547106B
• 公開（公告）日: 2019-08-13
• 發明（設計）人: 強芳芳;趙知勁;顧驍煒;楊安鋒;尹輝;張笑菲;毛翊君;姜顯揚
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: H04B1/7156
• 分類號: H04B1/7156;H04J13/00
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 朱月芬

本發明公開了一種多速率短碼擴頻長碼加擾直擴碼分多址信號的長短碼估計方法。首先根據其最大長擾碼周期和最小擴頻碼周期，對接收信號進行兩次分段得到信號矩陣，利用Fast?ICA算法分離得到各用戶的復合碼片段。然后以信息速率遞減依次估計用戶長短碼序列，拼接由Fast?ICA算法分離得到的復合碼片段組成模糊序列，采用二次延遲相乘法消除次序模糊和擴頻碼干擾，結合分圓陪集與三階相關特性，利用特征信息匹配法完成同一速率對應所有用戶的長擾碼估計，同時由相關運算估計短擴頻碼，再通過相似系數矩陣清除所有已估計用戶的復合碼片段，直至完成所有用戶的長短碼估計。

技術領域

本發明屬于通信中直擴信號的參數估計領域，特別涉及一種使用短碼擴頻長碼加擾的多速率長短碼直擴碼分多址信號的長短碼估計方法。

背景技術

直接序列擴頻(direct sequence spread spectrum，DSSS)具有抗干擾能力強、隱蔽性好、易于碼分多址等優點，在軍事和民用領域得到了廣泛應用。

隨著擴頻通信的不斷發展，傳統DSSS技術因存在處理增益和數據率的矛盾，限制了其在高速數據傳輸方面的應用。為提供更好的服務和應用，在擴頻通信中引入了多速率直接序列擴頻技術。直擴碼分多址系統是以DSSS技術和CDMA技術為基礎實現的，在非合作通信中，對多速率短碼擴頻長碼加擾的直擴碼分多址(long and short codes directsequence code division multiple access,LSC-DS-CDMA)信號進行偽碼盲估計具有重要的意義。

典型的直擴信號擴頻碼序列估計方法包括特征分解法、盲源分離法、基于子空間的方法以及期望最大化估計法等等。這些方法針對簡單的直擴信號具有一定的效果，但不能直接用于多速率LSC-DS-CDMA信號。

發明內容

本發明針對現有擴頻碼估計方法的局限性，提出一種基于Fast-ICA的多速率長短碼直擴碼分多址信號的長短碼估計方法。

本發解決其技術問題所采用的技術方案包括如下步驟：

步驟1、將多速率長短碼直擴碼分多址信號以擴頻碼碼片速率采樣轉化為基帶信號，構建成盲分離中瞬時線性混合信號模型，通過Fast-ICA算法分離得到各用戶的復合碼片段；

步驟2、估計最小速率對應用戶的長短碼序列，拼接盲分離得到的復合碼片段得到完整的模糊序列，采用兩次延遲相乘法消除次序模糊和擴頻碼的影響；

步驟3、結合分圓陪集理論構建m序列的三階相關峰值點特征信息矩陣，計算延遲信號在的峰值點處的三階相關函數平均值，通過特征信息匹配的方法完成長擾碼序列的估計；

步驟4、根據復合碼序列和估計得到的長擾碼序列，利用相關運算完成短擴頻碼估計；

步驟5、根據序列片段的相似系數矩陣清除已估計用戶的所有片段，完成復合碼片段的清洗；

步驟6、重構模糊序列，循環步驟2-步驟5，直到完成接收信號中所有用戶的長短碼序列估計。

本發明充分利用多速率LSC-DS-CDMA信號的結構特點，根據最大長擾碼周期和最小擴頻碼周期對接收信號進行兩次分段，轉化為瞬時線性混合信號模型，利用Fast-ICA算法進行盲分離得到長短復合碼片段，完成用戶分離。

本發明按照速率從小到大的順序依次估計各用戶的長短碼。首先估計最小速率對應的全部用戶的長短碼，再循環至次大速率進行估計，這種方法降低算法復雜度并減少了計算量。

本發明中結合分圓陪集理論和m序列的三階相關特性，利用特征信息匹配法完成用戶的長擾碼估計，再通過相關運算完成短擴頻碼估計，方法簡單且有效。

本發明中給出相似系數定義，通過相似系數矩陣清除已估計用戶的復合碼片段，大大降低了算法復雜度和計算量。